軸間軸承外環(huán)高精度臺(tái)階孔加工工藝研究

哈劍義　王蓮

摘 要：軸間軸承外環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)高、低壓渦輪轉(zhuǎn)子間起支撐作用的環(huán)形件，其外表面與高壓渦輪軸內(nèi)孔配合，內(nèi)表面與軸間軸承磙子配合。在發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程中，由于內(nèi)孔粗糙度低等問題容易造成軸承磙子硌傷，使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障。需將與軸間軸承磙子配合的內(nèi)孔粗糙度由原來的Ra0.40μm提高到Ra0.20μm，并增加了內(nèi)外圓同軸度0.01mm的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)精度的提高無疑提高了零件的加工難度。

關(guān)鍵詞：精密臺(tái)階孔；光整加工；加工試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TH133 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.制定攻關(guān)措施

以某新機(jī)軸間軸承外環(huán)為試驗(yàn)研究對(duì)象。與協(xié)作單位共同研究制定試驗(yàn)方案，進(jìn)行研磨方案設(shè)計(jì)、研磨試驗(yàn)工作，將相關(guān)工藝方法應(yīng)用在軸間軸承外環(huán)試驗(yàn)中，從而尋找出適合18Cr2Ni4WA滲碳材料的加工工藝，確保零件的加工質(zhì)量和效率。

2.軸間軸承外環(huán)攻關(guān)前的技術(shù)準(zhǔn)備工作

（1）編制研磨工藝，派制研磨頭，進(jìn)行研磨工藝試驗(yàn)準(zhǔn)備工作。

（2）在現(xiàn)有的普通車床上，利用不同粒度規(guī)格的砂紙，對(duì)軸間軸承外環(huán)內(nèi)孔進(jìn)行逐漸拋光，摸索拋光工藝的新途徑，達(dá)到零件的新要求。

（3）借用外廠精磨技術(shù)，制定相應(yīng)的工藝，應(yīng)用新型砂輪對(duì)零件內(nèi)孔進(jìn)行超精磨削加工。

3.零件加工試驗(yàn)的過程

3.1 拋光研磨試驗(yàn)

（1）在普通車床上用軟三爪卡盤墊銅皮夾緊零件外圓，機(jī)床轉(zhuǎn)速1000r/min，用120#、400#紗布分別進(jìn)行粗拋。

（2）零件裝夾狀態(tài)不變，機(jī)床轉(zhuǎn)速略微提高到1200r/min，用600#、1500#水磨砂紙精拋。

通過以上步驟的光整加工試驗(yàn)，被拋光零件內(nèi)孔粗糙度和內(nèi)外表面同軸度數(shù)據(jù)見表1。

按以上方法生產(chǎn)了零件20件，粗糙度合格19件，合格率95%；同軸度合格4件合格率20%。

3.2 研磨試驗(yàn)

（1）在普通車床上用軟三爪卡盤墊銅皮夾緊零件外圓，機(jī)床轉(zhuǎn)速80r/min，在研磨頭上涂抹綠色研磨膏進(jìn)行手工研磨，5min后將研磨頭取出檢查研磨效果。

（2）零件裝夾狀態(tài)不變的情況下，機(jī)床轉(zhuǎn)速改為140r/min，5min后將研磨頭取出檢查研磨效果。

（3）零件裝夾狀態(tài)不變的情況下，繼續(xù)將機(jī)床轉(zhuǎn)速提高到230r/min，3分鐘后將研磨頭取出檢查研磨效果。

通過以上步驟的研磨試驗(yàn)，被研磨零件內(nèi)孔粗糙度和內(nèi)外表面同軸度數(shù)據(jù)表2。

3.3 石墨砂輪試驗(yàn)

課題組的同志到各軸承廠家進(jìn)行調(diào)研，對(duì)軸承剛套內(nèi)孔的高精密加工進(jìn)行實(shí)際考察，選擇適合加工的石墨砂輪，經(jīng)多次努力，研制出石墨砂輪尺寸，并進(jìn)行加工制造最終確定砂輪尺寸為PDA50×40×13。在萬能磨床上用石墨砂輪對(duì)軸間軸承外環(huán)內(nèi)孔進(jìn)行精密磨削加工試驗(yàn)。本次試驗(yàn)加工零件9件，余量為0.02mm，磨削10min，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

以上磨削試驗(yàn)切削掉的余量非常小，磨削10min，切下余量0.005mm；粗糙度由Ra0.8μm直接提高到Ra0.2μm，同軸度由0.015mm提高到0.008mm。

經(jīng)過以上試驗(yàn)比較后，我們發(fā)現(xiàn)用石墨砂輪磨削效果最好；內(nèi)孔表面粗糙度和內(nèi)外圓同軸度能可靠地達(dá)到設(shè)計(jì)新圖紙要求。

4.試驗(yàn)結(jié)論

經(jīng)過多次試驗(yàn)，以上3種內(nèi)孔光整加工方法都能在不同程度上提高內(nèi)孔質(zhì)量。但比較之下，采用石墨砂輪精磨工藝，內(nèi)孔質(zhì)量穩(wěn)定可靠，試驗(yàn)結(jié)果完全符合目標(biāo)要求。在零件批產(chǎn)工藝上可以采納。

參考文獻(xiàn)

[1]姜雪梅.盤軸制造技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2002：67-105.

[2]王聰梅.航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型零件機(jī)械加工[M].北京：航空工業(yè)出版社，2014：78-110.